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1、(10)申请公布号 CN 103913685 A (43)申请公布日 2014.07.09 CN 103913685 A (21)申请号 201410150214.7 (22)申请日 2014.04.15 G01R 31/12(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 国网山东省电力公司电力科学研究 院 (72)发明人 刘辉 胡晓黎 沈庆河 陈玉峰 辜超 刘传彬 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 37221 代理人 张勇 (54) 发明名称 一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统 (57) 摘要 本发明公开了。
2、一种基于变频谐振耐压的电缆 局放检测系统， 包括无局放变频谐振耐压系统、 高 频电流传感器、 脉冲收发器、 高频电流探头 I、 高 频电流探头 II、 阻波器和数据分析主机， 所述无 局放变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆的输 入端连接， 所述高频电流传感器串在被试电缆的 起端铠装接地线上， 所述高频电流传感器通过同 轴电缆和阻波器与数据分析主机相连， 高频电流 探头 I、 高频电流探头 II 装设在被点电缆末端的 铠装接地线上， 高频电流探头 I、 高频电流探头 II 分别与脉冲收发器连接。本发明对电缆设备在变 频谐振耐压下的局部放电进行测量和精确定位， 对及时发现电缆早期缺陷， 提高电缆运。
3、行的可靠 性具有重要意义。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103913685 A CN 103913685 A 1/1 页 2 1. 一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统， 其特征是 ： 包括无局放变频谐振耐压 系统、 高频电流传感器、 脉冲收发器、 高频电流探头 I、 高频电流探头 II、 阻波器和数据分析 主机， 所述无局放变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆的输入端连接， 所述高频电流传 感器串在被试电缆的起端铠装接地线上。
4、， 所述高频电流传感器通过同轴电缆和阻波器与数 据分析主机相连， 高频电流探头 I、 高频电流探头 II 装设在被点电缆末端的铠装接地线上， 高频电流探头 I、 高频电流探头 II 分别与脉冲收发器连接。 2. 如权利要求 1 所述的一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统， 其特征是 ： 所述 无局放变频谐振耐压系统， 包括变频控制电源、 励磁变压器、 谐振电抗器、 电容分压器、 绝缘 底垫、 专用接地线 ； 变频控制电源输入端接入 380V 交流电， 输出端与励磁变压器输入端相 连， 变频控制电源的测量端与电容分压器低压端相连， 励磁变压器输出端与谐振电抗器输 入端相连， 谐振电抗器放置于专。
5、用的绝缘底垫上， 谐振电抗器的输出端经由电容分压器的 高压端与被试电缆的首端相连， 变频控制电源、 励磁变压器、 电容分压器和被试电缆采用专 用接地线共地。 3. 如权利要求 1 所述的一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统， 其特征是 ： 所述 脉冲收发器， 用于将传至电缆末端检测到的局部放电脉冲信号放大并返回被试电缆起始 端。 4. 如权利要求 3 所述的一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统， 其特征是 ： 所述 脉冲收发器， 包括脉冲接收器和脉冲发生器， 脉冲接收器和脉冲发生器通过同轴电缆相连 接， 脉冲接收器通过高频电流探头 I 接收局部放电脉冲， 脉冲接收器发出触发信号给脉冲 发生。
6、器， 脉冲发生器用于产生可调时延的增益脉冲波。 5. 如权利要求 1 所述的一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统， 其特征是 ： 所述 高频电流传感器采用钳式罗格夫斯基线圈， 其测量频带为 100kHz-30MHz， 具有方向性， 在安 装时， 其箭头方向均指向地。 6. 如权利要求 1 所述的一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统， 其特征是 ： 所述 阻波器的额定工频为 50/60Hz。 7. 一种基于上述电缆局放检测系统的使用方法， 其特征是 ： 具体工作过程为 ： 无局放 变频谐振耐压系统产生 20-300Hz 的交流电压、 该变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆 的输入端连接， 高频。
7、电流传感器串在被试电缆起端的铠装接地线上， 高频电流传感器通过 同轴电缆和阻波器与数据分析主机相连， 高频电流探头I和高频电流探头II串在被试电缆 末端的铠装接地线上， 两支高频电流探头通过同轴电缆与脉冲收发器相连， 脉冲收发器， 包 括脉冲接收器和脉冲发生器， 脉冲接收器和脉冲发生器通过同轴电缆相连接， 脉冲接收器 通过高频电流探头 I 接收局部放电脉冲， 脉冲接收器发出触发信号给脉冲发生器， 脉冲发 生器用于产生可调时延的增益脉冲波 ； 增益脉冲波通过高频电流探头 II 传回被试电缆末 端， 沿着被试电缆传至被试电缆始端， 经由高频电流传感器和阻波器传至数据分析主机， 数 据分析主机对局部。
8、放电脉冲和脉冲发生器产生的增益脉冲进行采集和分析， 对局部放电进 行有效定位。 权 利 要 求 书 CN 103913685 A 2 1/3 页 3 一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统 技术领域 0001 本发明涉及电气设备试验领域， 尤其涉及一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测 系统。 背景技术 0002 随着城市电网建设的不断扩大， 交联聚乙烯(简称X L P E)电缆由于其容易敷设、 运行维护简便、 耐高温和绝缘性能优良等特点， 被广泛地应用于电网建设中， 并逐步取代油 纸绝缘电缆和架空线路， 交联聚乙稀电缆 （XLPE） 电缆在制造和接头制作过程中， 绝缘层内 部出现的杂质、 微孔、。
9、 半导电层突起和分层等缺陷， 均会引起局部放电的发生。局部放电经 过积累发展成电树， 最终导致主绝缘的击穿。变频谐振耐压试验作为交联聚乙烯电力电缆 的现场竣工试验 , 已经被很多规程和标准列为规范的电缆及附件交流耐压试验， 在工程交 接的耐压试验中， 较为明显的绝缘缺陷可以在高压状态下被有效检测出来， 但对于一些微 小的隐形绝缘缺陷， 耐压试验却显得无能为力， 如果能够在设备绝缘劣化的初期能及时发 现这些微小的隐形缺陷， 则可防范于未然。 0003 因此， 在对电缆设备进行变频谐振耐压试验的同时进行局部放电的测量， 不仅仅 可以对电缆的整体绝缘强度进行合理的判断， 还可以及时发现电缆内部微小的。
10、隐形缺陷， 对于提高电缆的运行可靠性， 维护电网的安全具有重要的意义。目前已有的方法存在检测 仪器安装不便、 操作复杂、 检测成本高等缺点。 发明内容 0004 本发明为了解决上述问题， 提出了一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统， 利用脉冲收发器有效解决局部放电脉冲的衰减问题， 该系统能够在电缆交接试验时， 对电 缆设备进行变频谐振耐压下的局部放电进行准确的测量， 更为经济和高效。 0005 为了实现上述目的， 本发明采用如下技术方案 ： 0006 一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统， 包括无局放变频谐振耐压系统、 高 频电流传感器、 脉冲收发器、 高频电流探头 I、 高频电流探头 I。
11、I、 阻波器和数据分析主机， 所 述无局放变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆的输入端连接， 所述高频电流传感器串在 被试电缆的起端铠装接地线上， 所述高频电流传感器通过同轴电缆和阻波器与数据分析主 机相连， 高频电流探头 I、 高频电流探头 II 装设在被点电缆末端的铠装接地线上， 高频电流 探头 I、 高频电流探头 II 分别与脉冲收发器连接。 0007 所述无局放变频谐振耐压系统， 包括变频控制电源、 励磁变压器、 谐振电抗器、 电 容分压器、 绝缘底垫、 专用接地线， 变频控制电源输入端接入 380V 交流电， 输出端与励磁变 压器输入端相连， 变频控制电源的测量端与电容分压器低压端相连。
12、， 励磁变压器输出端与 谐振电抗器输入端相连， 谐振电抗器放置于专用的绝缘底垫上， 谐振电抗器的输出端经由 电容分压器的高压端与被试电缆的首端相连， 变频控制电源、 励磁变压器、 电容分压器和被 试电缆采用专用接地线共地。 说 明 书 CN 103913685 A 3 2/3 页 4 0008 所述脉冲收发器， 用于将传至电缆末端检测到的局部放电脉冲信号放大并返回被 试电缆起始端。 0009 所述脉冲收发器， 包括脉冲接收器和脉冲发生器， 脉冲接收器和脉冲发生器通过 同轴电缆相连接， 脉冲接收器通过高频电流探头 I 接收局部放电脉冲， 脉冲接收器发出触 发信号给脉冲发生器， 脉冲发生器用于产生。
13、可调时延的增益脉冲波。 0010 所述高频电流传感器采用钳式罗格夫斯基线圈， 其测量频带为 100kHz-30MHz， 具 有方向性， 在安装时， 其箭头方向均指向地。 0011 所述阻波器的额定工频为 50/60Hz。 0012 一种基于上述电缆局放检测系统的使用方法， 具体工作过程为 ： ： 无局放变频谐振 耐压系统产生 20-300Hz 的交流电压、 该变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆的输入端 连接， 高频电流传感器串在被试电缆起端的铠装接地线上， 高频电流传感器通过同轴电缆 和阻波器与数据分析主机相连， 高频电流探头I和高频电流探头II串在被试电缆末端的铠 装接地线上， 两支高频电流。
14、探头通过同轴电缆与脉冲收发器相连， 脉冲收发器， 包括脉冲接 收器和脉冲发生器， 脉冲接收器和脉冲发生器通过同轴电缆相连接， 脉冲接收器通过高频 电流探头 I 接收局部放电脉冲， 脉冲接收器发出触发信号给脉冲发生器， 脉冲发生器用于 产生可调时延的增益脉冲波 ； 增益脉冲波通过高频电流探头 II 传回被试电缆末端， 沿着被 试电缆传至被试电缆始端， 经由高频电流传感器和阻波器传至数据分析主机， 有效解决局 放脉冲衰减的问题， 数据分析主机对局部放电脉冲和脉冲发生器产生的增益脉冲进行采集 和分析， 对局部放电进行有效定位。 0013 基于上述电缆局放检测系统的工作原理为 ： 0014 在无局放变。
15、频谐振耐压系统的激励下， 若电缆中存在绝缘缺陷， 必然会产生局部 放电， 会以放电脉冲的形式表现出来， 该放电脉冲会沿着电缆分别向电缆首端和电缆末端 进行传播， 因此， 利用高频电流传感器在电缆首端会首先检测到放电脉冲， 而传至电缆末端 的放电脉冲由于高频衰减， 脉冲幅值会急剧减小， 很难再返回至电缆首端， 在电缆末端设置 的两支高频电流探头， 其中一支高频电流探头检测传至电缆末端的局部放电脉冲， 经由脉 冲收发器产生一定时延的幅值更大的增益脉冲， 通过另一支高频电流探头向电缆注入此增 益脉冲， 该增益脉冲传播至电缆首端被高频电流传感器检测到， 分析主机对起始放电脉冲 和增益脉冲进行对比， 结。
16、合放电脉冲的传播速度和脉冲收发器的时延， 实现对局部放电部 位进行定位。 0015 本发明的有益效果为 ： 对电缆设备在变频谐振耐压下的局部放电进行测量和精确 定位， 对及时发现电缆早期缺陷， 提高电缆运行的可靠性具有重要意义。 附图说明 0016 图 1 为本发明的结构示意图 ； 0017 其中， 1、 无局放变频谐振耐压系统， 2、 被试电缆， 3、 高频电流传感器， 4-1 高频电流 探头 I， 4-2、 高频电流探头 II， 5、 数据分析主机， 6、 阻波器， 7、 脉冲收发器。 具体实施方式 ： 0018 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。 说 明 书 CN 1039136。
17、85 A 4 3/3 页 5 0019 如图 1 所示， 一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统， 包括无局放变频谐振 耐压系统 1、 高频电流传感器 3、 脉冲收发器 7、 高频电流探头 I4-1、 高频电流探头 II4-2、 阻 波器 6 和数据分析主机 5， 无局放变频谐振耐压系统 1 的输出端与被试电缆 2 的输入端连 接， 高频电流传感器 3 串在被试电缆 2 起端的铠装接地线上， 高频电流传感器 3 通过同轴电 缆和阻波器6与数据分析主机5相连， 高频电流探头I4-1、 高频电流探头II4-2装设在被点 电缆 2 末端的铠装接地线上， 高频电流探头 I4-1、 高频电流探头 II4。
18、-2 分别与脉冲收发器 7 连接。 0020 无局放变频谐振耐压系统 1， 包括变频控制电源、 励磁变压器、 谐振电抗器、 电容分 压器、 绝缘底垫、 专用接地线。 0021 脉冲收发器 7， 用于将传至被试电缆 2 末端检测到的局部放电脉冲信号放大并返 回被试电缆 2 的起始端。 0022 脉冲收发器 7， 包括脉冲接收器和脉冲发生器， 脉冲接收器和脉冲发生器通过同轴 电缆相连接， 脉冲接收器通过高频电流探头 I 接收局部放电脉冲， 脉冲接收器发出触发信 号给脉冲发生器， 脉冲发生器用于产生可调时延的增益脉冲波。 0023 高频电流传感器 3 采用钳式罗格夫斯基线圈， 其测量频带为 100k。
19、Hz-30MHz， 具有 方向性， 在安装时， 其箭头方向均指向地。 0024 阻波器 6 的额定工频为 50/60Hz。 0025 无局放变频谐振耐压系统1可产生20-300Hz的交流电压、 该变频谐振耐压系统的 输出端与被试电缆2的输入端连接， 高频电流传感器3串在被试电缆起端的铠装接地线上， 高频电流传感器 3 通过同轴电缆和阻波器 6 与数据分析主机 5 相连， 高频电流探头 I4-1 和 高频电流探头 II4-2 串在被试电缆 2 末端的铠装接地线上， 两支高频电流探头通过同轴电 缆与脉冲收发器相连， 脉冲收发器 7， 包括脉冲接收器和脉冲发生器， 脉冲接收器和脉冲发 生器通过同轴电。
20、缆相连接， 脉冲接收器通过高频电流探头 I4-1 接收局部放电脉冲， 脉冲接 收器发出触发信号给脉冲发生器， 脉冲发生器用于产生可调时延的增益脉冲波。增益脉冲 波通过高频电流探头 II4-2 传回被试电缆 2 末端， 沿着被试电缆 2 传至被试电缆始端， 经由 高频电流传感器 3 和阻波器 6 传至数据分析主机 5， 有效解决局放脉冲衰减的问题， 数据分 析主机 5 对局部放电脉冲和脉冲发生器产生的增益脉冲进行采集和分析， 对局部放电进行 有效定位。 0026 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述， 但并非对本发明保护范 围的限制， 所属领域技术人员应该明白， 在本发明的技术方案的基础上， 本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。 说 明 书 CN 103913685 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103913685 A 6 。